空气能热水器基本原理和设计方案

1）空气能热水器基本原理

空气能热水器，也称“空气源热泵热水器”。其基本原理是基于逆卡诺循环原理，通过利用少量高品位的电能作为驱动能源把热量从低温（低品位）热源中转移到高温热源中，其热量包括高品质热量和从低温源中吸收的热量。

具体工作原理如下：空气能热水器把空气中的低温热量吸收进来，经过制冷剂（冷媒）气化，然后通过压缩机压缩后增压升温，再通过换热器转化给水加热，压缩后的高温热能以此来加热水温。空气能热水器具有节能的特点，能效比通常可达300~400%。

2）酒店商用空气能热水器与燃气锅炉对比分析

以前期调研的雁荡山景区雁荡山山庄为例，该酒店现有客房205间，热水月用量500吨左右，平均热水日用量约15~20吨。该酒店目前采用的浙江盾安提供的3台8匹空气能热水器。

1 设备投资

经相关厂家的询价，3台8匹空气能热水器（含配套设备）投资视现场情况及工程量约12~15万。如果采用燃气热水锅炉，经相关锅炉厂家的询价，1吨（0.7MW）和2吨（1.4MW）燃气锅炉设备投资（含锅炉、水箱、泵组及板换等设备）分别约11~13万和16~18万。

以空气能热水器和燃气锅炉设备投资分别按13万和15万计，日热水用量以16吨计，均按照10年使用期测算，则制备单吨热水空气能热水器和燃气锅炉设备投资成本分别为2.3元/吨和2.7元/吨。

2 运行成本

如果以环境温度15℃制备55℃热水1吨为例，则需要4万大卡热量。分别以空气能热水器和1锅炉简单测算运行成本，如表1所示。

表1 制取1吨热水空气能热水器和1锅炉运行成本对比表

设备名称

热量计算

能源价格

运行成本

空气能热水器

40000kcal/（860kcal/kwh×3.5）=11.63 kwh

0.8826元/kwh

13.2元

1锅炉

40000kcal/（8974kcal/Nm3×85%）=5.24 Nm3

3.40元/ Nm3

17.8元

注：空气能热水器能效比按平均3.5计；电价根据2016年7月新发布的浙江省电网销售电价表电度电价确定；1终端价格参考为浙江省物价局2016年6月8日新发布的温州市数据，非居民用气1零售价3.40元/方确定。

3综合成本

根据以上设备投资及运行成本的测算，单吨热水空气能热水器和1锅炉综合成本如表2所示。

表2 单吨热水空气能热水器和1锅炉综合成本对比表

设备名称

设备投资成本

运行成本

综合成本

空气能热水器

2.3元/吨

13.2元/吨

15.5元/吨

1锅炉

2.7元/吨

17.8元/吨

20.5元/吨

根据测算，当1锅炉的供气价格为2.4元/ Nm3时，与空气能热水器的综合运行成本持平。即只有当1锅炉供气价格低于2.4元/ Nm3时，综合成本才较空气能热水器具有经济性。

3空间要求

空气能热水器安装相对较灵活，可以安装在屋顶或室外地面。燃气锅炉设置相对要求要严格，需满足《城镇燃气设计规范》、《锅炉房设计规范》等相关规范要求。

4运行稳定性

空气能热水器容易受周围空气环境的影响，在天气较冷、环境温度较低时，其制造热水量的多少会略有降低。特别是在-10℃下容易结霜，在-20℃以下，机组就停止工作了。但考虑到乐清地区地理位置，出现此类极端气候的概率并不高。燃气锅炉不受周围环境影响，全年可以连续运行稳定。

5环保要求

环保方面，空气能热水器能耗主要为电力，燃气锅炉能耗主要为1，均是符合环保要求的。

表3酒店商用空气能热水器与燃气锅炉对比一览表

对比项目

空气能热水器

1锅炉

结论

设备投资

以平均热水日用量约